跨學(xué)科項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐與探索

莊鳳嬌

［摘 要］文章呈現(xiàn)了以“‘化說(shuō)‘84消毒液”為例，融合化學(xué)、生物、物理、經(jīng)濟(jì)學(xué)等知識(shí)的跨學(xué)科項(xiàng)目式教學(xué)案例，將“84”消毒液的消毒原理、制備、配制、安全使用及項(xiàng)目成果匯報(bào)等五個(gè)方面的學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)成6課時(shí)的跨學(xué)科項(xiàng)目式教學(xué)，旨在通過(guò)學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)提高學(xué)生分析和處理復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題的能力，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］跨學(xué)科；項(xiàng)目式教學(xué)；“84”消毒液

［中圖分類號(hào)］? ? G633.8? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號(hào)］? ? 1674-6058（2023）29-0065-05

當(dāng)今世界人們的生活、學(xué)習(xí)、工作方式不斷改變，人才培養(yǎng)面臨新的挑戰(zhàn)，社會(huì)問(wèn)題愈發(fā)全球化和復(fù)雜化。在這樣的背景下，需要學(xué)生能基于真實(shí)情境，將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為具體任務(wù)或探究主題，綜合運(yùn)用不同學(xué)科的觀點(diǎn)、知識(shí)和方法進(jìn)行實(shí)踐探索。為此，在課堂教學(xué)中嘗試開(kāi)展跨學(xué)科項(xiàng)目式教學(xué)成為一線教師的普遍共識(shí)。

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中提出“各學(xué)科用不少于本學(xué)科總課時(shí)的10%開(kāi)展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)（實(shí)踐）活動(dòng)”，并明確指出“開(kāi)展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多樣化探究活動(dòng)；創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境，倡導(dǎo)‘做中學(xué)‘用中學(xué)‘創(chuàng)中學(xué)，開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，重視跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)”［1］。其中新增了“跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)”，旨在通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生親身經(jīng)歷“創(chuàng)意設(shè)計(jì)、動(dòng)手制作、解決問(wèn)題、創(chuàng)造價(jià)值”的實(shí)踐過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生認(rèn)識(shí)世界、解決真實(shí)問(wèn)題的能力。那么，如何依據(jù)教學(xué)內(nèi)容確立項(xiàng)目主題呢？

一、項(xiàng)目主題的確立與分析

溶液是人們常接觸的化學(xué)物質(zhì)，它應(yīng)用廣泛，在生產(chǎn)生活中有著重要作用。人教版九年級(jí)化學(xué)教材中的第九單元“溶液”屬于初中化學(xué)非常重要的概念內(nèi)容，本單元的知識(shí)邏輯性強(qiáng)，與學(xué)生的生活實(shí)際有著密切聯(lián)系。以“‘化說(shuō)‘84消毒液”作為項(xiàng)目主題，將本單元教學(xué)設(shè)計(jì)成跨學(xué)科項(xiàng)目式教學(xué)，旨在建構(gòu)溶液的相關(guān)概念，重組概念間的內(nèi)在聯(lián)系，并進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。從跨學(xué)科的視角引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)溶液、建構(gòu)聯(lián)系、解決問(wèn)題，幫助學(xué)生建構(gòu)個(gè)性化知識(shí)體系，形成化學(xué)觀念，并讓學(xué)生通過(guò)勞動(dòng)實(shí)踐提高分析和處理復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題的能力，發(fā)展科學(xué)思維。該跨學(xué)科項(xiàng)目的特征及其承載的核心知識(shí)、學(xué)科能力、核心素養(yǎng)如圖1所示。

二、課時(shí)安排及核心內(nèi)容

“‘化說(shuō)‘84消毒液”跨學(xué)科項(xiàng)目式教學(xué)的課時(shí)安排及核心內(nèi)容如表1所示。

三、教學(xué)流程

“‘化說(shuō)‘84消毒液”跨學(xué)科項(xiàng)目式教學(xué)的教學(xué)流程如圖2所示。

四、教學(xué)過(guò)程

通過(guò)前4個(gè)課時(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已從生物學(xué)視角認(rèn)識(shí)了病毒以及消毒液的消毒原理，從化學(xué)視角認(rèn)識(shí)了如何制備“84”消毒液，以及溶液的定量組成和溶解度的含義。本文以第5課時(shí)的任務(wù)4為例呈現(xiàn)具體的項(xiàng)目式教學(xué)的實(shí)施過(guò)程。

（一）開(kāi)展多樣化活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生深度思考

［課前活動(dòng)］學(xué)生在教師指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了以下調(diào)查內(nèi)容，訪談相關(guān)人員，調(diào)查新冠疫情防控期間學(xué)校使用消毒液的情況。

（1）調(diào)查新冠疫情防控期間，學(xué)校常使用的消毒液的名稱、成分、消殺方式。

（2）調(diào)查學(xué)校用消毒液消殺時(shí)消毒液的濃度和配制方法。

（3）調(diào)查學(xué)校一天消毒液的用量和費(fèi)用。

（4）調(diào)查學(xué)校消殺人員是否了解如何安全使用消毒液。

［學(xué)生調(diào)查匯報(bào)］通過(guò)調(diào)查可知，學(xué)校購(gòu)買的“84”消毒液的氯含量約為5%，每瓶500 mL，每瓶3.5元。根據(jù)防控中心要求，消毒不同區(qū)域所要求的消毒液的氯含量不同，學(xué)校消殺人員通常會(huì)按照“84”消毒液的使用說(shuō)明進(jìn)行兌水稀釋。檳榔中學(xué)日常預(yù)防性消毒如表2所示。在調(diào)查和采訪中發(fā)現(xiàn)，學(xué)校消殺人員對(duì)“84”消毒液的認(rèn)知不全面。

［學(xué)生提出困惑］（1）稀釋消毒液原液時(shí)，原液與水的體積比該如何計(jì)算？（2）用次氯酸鈉粉末現(xiàn)配現(xiàn)用消毒液能延長(zhǎng)保存時(shí)間，但該如何計(jì)算藥品用量？（3）如何安全使用“84”消毒液？

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)通過(guò)設(shè)計(jì)和開(kāi)展具有挑戰(zhàn)性的實(shí)踐任務(wù)——調(diào)查學(xué)校消毒劑的使用情況，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)課后訪談，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，網(wǎng)絡(luò)搜集資料，課上匯報(bào)交流、討論等形式促進(jìn)校內(nèi)外聯(lián)動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生采用豐富的探究方式，打破探究時(shí)間和空間的束縛，將探究實(shí)踐活動(dòng)延伸至課外。

（二）以真實(shí)性學(xué)習(xí)任務(wù)為依托，發(fā)展“科學(xué)探究與實(shí)踐”核心素養(yǎng)

［活動(dòng)］配制一份100 mL氯含量為5%的“84”消毒液。

［問(wèn)題1］“氯含量5%”的含義是什么？與學(xué)過(guò)的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)有何不同？

［教師引導(dǎo)］“氯含量5%”可以理解為100 mL中氯元素的質(zhì)量為5 g。如何配制100 mL氯含量為5%的“84”消毒液？

［回顧］溶液配制的一般過(guò)程：計(jì)算—稱量—量取—溶解—裝瓶并貼標(biāo)簽。

［問(wèn)題2］配制100 mL氯含量為5%的“84”消毒液所需的NaClO的質(zhì)量是多少？加入水的質(zhì)量是多少？如何轉(zhuǎn)化成NaClO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

［學(xué)生］思考，討論分析。

［小結(jié)］由溶液中元素的質(zhì)量求溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算思路如下：

［練習(xí)］根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算，并將結(jié)果填入表3。

［多媒體］鴻合多屏互動(dòng)系統(tǒng)隨拍學(xué)生計(jì)算結(jié)果并投影。

［學(xué)生］思考討論，代表發(fā)言，分享計(jì)算過(guò)程，學(xué)生之間相互點(diǎn)評(píng)。

［分組實(shí)驗(yàn)］四人為一組，配制100 mL氯含量為5%的次氯酸鈉溶液。

［多媒體］鴻合多屏互動(dòng)系統(tǒng)隨拍學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況并投影。

［評(píng)價(jià)］學(xué)生互評(píng)實(shí)驗(yàn)操作情況，教師點(diǎn)評(píng)。

［問(wèn)題3］氯含量為5%的次氯酸鈉溶液需要進(jìn)行稀釋才能進(jìn)行消毒，今天我們要為學(xué)校的垃圾房及廁所蹲位提供消毒液，該如何稀釋？

［學(xué)生］四人為一組，將氯含量為5%的次氯酸鈉溶液稀釋成100 mL 1000 mg/L的溶液。

［教師引導(dǎo)］請(qǐng)同學(xué)們按照溶液中元素質(zhì)量與溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化計(jì)算思路計(jì)算出w（NaClO）。

［學(xué)生］分享計(jì)算過(guò)程，并得出當(dāng)氯含量為1000 mg/L時(shí)，w（NaClO）為0.2%。

［教師引導(dǎo)］將氯含量為5%的溶液稀釋成氯含量為1000 mg/L的溶液，也就是將w（NaClO）為9.7%的溶液稀釋成w（NaClO）為0.2%的溶液。

［學(xué)生］回憶稀釋溶液的一般過(guò)程，交流討論。

［教師］引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)稀釋過(guò)程中由稀溶液體積計(jì)算濃溶液體積的思維方法，具體如下所示：

［學(xué)生］學(xué)生代表分享計(jì)算過(guò)程。通過(guò)計(jì)算可知，需取用氯含量為5%的次氯酸鈉溶液約2 mL，加入水的體積為98 mL，也就是氯含量為5%的消毒液和加入的水的體積比為V消毒液∶V水= 1∶49。

［分組實(shí)驗(yàn)］四人為一組，稀釋溶液。

［作業(yè)］采用同樣的計(jì)算方式，課后通過(guò)運(yùn)算，驗(yàn)證“84”消毒液的使用說(shuō)明中消毒液與水的體積配比是否正確。

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)學(xué)生提出的困惑，設(shè)計(jì)有層次的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行深度思考，并通過(guò)完成真實(shí)性任務(wù)——配制學(xué)校當(dāng)日消毒所需消毒液，主動(dòng)參與消毒液的配制和稀釋過(guò)程，通過(guò)勞動(dòng)實(shí)踐為學(xué)校提供當(dāng)日垃圾房及廁所蹲位的消毒液，初步感受定量研究的意義，體會(huì)溶液在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)溶液的濃度表示方式，形成溶液中元素質(zhì)量與溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化計(jì)算模型，鼓勵(lì)學(xué)生從跨學(xué)科角度，綜合調(diào)動(dòng)化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理等多學(xué)科知識(shí)，并秉承可持續(xù)發(fā)展觀，評(píng)估學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的方案，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力以及學(xué)有所用的幸福感。

（三）發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能，重視安全教育

［素材1］一女子將“84”消毒液與潔廁靈混合使用而險(xiǎn)些喪命的新聞視頻。

［小結(jié)］“84”消毒液若與潔廁靈混用，會(huì)產(chǎn)生氯氣，氯氣是有毒的。氯氣被吸入后會(huì)與黏膜和呼吸道上的水作用形成氯化氫和新生態(tài)氧。氯化氫可使上呼吸道黏膜炎性水腫、充血和壞死；氯的濃度過(guò)高或接觸時(shí)間過(guò)久，會(huì)使細(xì)支氣管及肺泡受損，發(fā)生細(xì)支氣管炎、肺炎及中毒性肺水腫；吸入高濃度氯后，會(huì)刺激迷走神經(jīng)引起反射性的心跳停止。

［素材2］2016年巴西里約熱內(nèi)盧奧運(yùn)會(huì)期間，室外游泳池中的水變綠了。

［小結(jié)］次氯酸鈉溶液與過(guò)氧化氫溶液均可單獨(dú)作為消毒劑，若混用，則會(huì)降低藥效。

［素材3］新聞鏈接：某男子用酒精噴口罩，在電梯中偶遇“84”消毒液后死亡的謠言。

［小結(jié)］“84”消毒液不能和醫(yī)用酒精混合使用，不是因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生毒氣，而是因?yàn)獒t(yī)用酒精會(huì)削弱“84”消毒液的消毒效果，單獨(dú)使用一種就夠了，兩者混合使用反而達(dá)不到預(yù)期的效果。

［作業(yè)］除此之外，“84”消毒液在使用時(shí)還有哪些禁忌，請(qǐng)大家課后查閱資料，為學(xué)校消毒人員提供一份“84”消毒液安全使用指南（以手抄報(bào)的形式），并為其他人普及安全使用“84”消毒液的知識(shí)（以展板的形式）。

設(shè)計(jì)意圖：鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)查閱資料，從化學(xué)和生物學(xué)的視角認(rèn)識(shí)如何科學(xué)、安全地使用“84”消毒液，樹(shù)立安全意識(shí)和合理選用化學(xué)品的觀念。同時(shí)以手抄報(bào)的形式制作項(xiàng)目作品——為學(xué)校消毒人員提供“84”消毒液安全使用指南，并以展板的形式在校園普及安全意識(shí)和合理選用化學(xué)品的觀念，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中提升發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題，體會(huì)化學(xué)學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值。

五、項(xiàng)目成果及教學(xué)反思

（一）項(xiàng)目成果

1.配制當(dāng)日學(xué)校所需的“84”消毒原液（有效氯含量為5%）以及供垃圾房和廁所蹲位使用的消毒液，并裝入瓶中，供消毒人員使用。

2.通過(guò)計(jì)算，為學(xué)校消毒人員提供一份翔實(shí)的“84”消毒液配制指南（如表4）。

3.據(jù)調(diào)查，學(xué)校每天需使用1瓶500 mL的“84”消毒液（氯濃度為5%，每瓶3.5元），若采用次氯酸鈉粉末（1公斤18元）配制相同用量的溶液，可節(jié)省學(xué)校在這方面的開(kāi)支。學(xué)校一年節(jié)省的消毒液費(fèi)用的計(jì)算過(guò)程如圖3所示。

4.以手抄報(bào)（如圖4）的形式為學(xué)校消毒人員提供一份“84”消毒液安全使用指南，并制作展板（如圖5），在學(xué)校大廳展示，讓更多的人從化學(xué)和生物學(xué)的角度認(rèn)識(shí)“84”消毒液。

（二）教學(xué)反思

在跨學(xué)科項(xiàng)目式教學(xué)中，項(xiàng)目成果既是對(duì)學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)，也是學(xué)生成就感的重要來(lái)源。通過(guò)對(duì)核心任務(wù)的拆解，促進(jìn)學(xué)生開(kāi)展探究活動(dòng)，助力學(xué)生完成知識(shí)體系建構(gòu)和問(wèn)題解決，并在展示課中形成作品，使學(xué)生體會(huì)生活與化學(xué)、化學(xué)與技術(shù)工程、跨學(xué)科與實(shí)際應(yīng)用的緊密關(guān)系，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任擔(dān)當(dāng)［2］。通過(guò)項(xiàng)目幫助學(xué)生在不同學(xué)科領(lǐng)域之間形成有意義的關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生以小組為單位融合物理、生物、數(shù)學(xué)、美術(shù)等學(xué)科，制作項(xiàng)目作品，搭建知識(shí)和真實(shí)問(wèn)題的內(nèi)在關(guān)系，提高問(wèn)題解決能力，這在一定程度上推動(dòng)了學(xué)生創(chuàng)新性思維的發(fā)展。

1.情境創(chuàng)設(shè)有意義，寓教于樂(lè)促發(fā)展。肖川教授曾說(shuō)：“學(xué)科及其教學(xué)是為學(xué)生素養(yǎng)服務(wù)的，而不是為學(xué)科而教?！北卷?xiàng)目創(chuàng)設(shè)的“84”消毒液配制情境是與教科書(shū)知識(shí)緊密結(jié)合的生活問(wèn)題，讓學(xué)生把學(xué)習(xí)從課堂延伸到課外，學(xué)會(huì)在真實(shí)情境中構(gòu)建核心知識(shí)。學(xué)生在解決項(xiàng)目問(wèn)題的過(guò)程中需廣泛查閱資料，聯(lián)系生活實(shí)際，提出有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，在做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)，強(qiáng)化勞動(dòng)實(shí)踐能力的同時(shí)，提升學(xué)科核心素養(yǎng)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

2.問(wèn)題設(shè)置層層遞進(jìn)，發(fā)展學(xué)生高階思維。余文森教授提出，為了培育學(xué)生的核心素養(yǎng)，要積極倡導(dǎo)原生態(tài)、有高階思維的教學(xué)［3］。在“‘化說(shuō)‘84 消毒液”的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生經(jīng)歷了具有學(xué)科特色的學(xué)習(xí)活動(dòng)，在項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中既解決了真實(shí)問(wèn)題，又進(jìn)一步深化了對(duì)概念原理、核心知識(shí)的理解。在問(wèn)題解決過(guò)程中，學(xué)生提升了跨學(xué)科思維和遷移應(yīng)用能力，發(fā)展了高階思維［4］。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2022年版［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2020.

［2］? 高凌蕊，韓建豐.基于化學(xué)新課標(biāo)的跨學(xué)科項(xiàng)目教學(xué)探索：以“設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易制氧機(jī)”為例［J］.教育與裝備研究，2023（4）：57-61.

［3］? 余文森.核心素養(yǎng)的教學(xué)意義及其培育［J］.今日教育，2016（3）：11-14.

［4］? 江合佩，林藝玲.大概念統(tǒng)領(lǐng)的跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)：以“設(shè)計(jì)化學(xué)環(huán)實(shí)現(xiàn)純堿和氯乙烯聯(lián)產(chǎn)”為例［J］.化學(xué)教與學(xué)，2023（1）：7-12，18.